5.2.2 功能高分子材料 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

该高中化学课件聚焦功能高分子材料，系统介绍高吸水性树脂、高分子分离膜等核心内容。课堂从“尿不湿”等生活实例导入，通过任务驱动衔接合成高分子知识，搭建从定义分类到结构性能的学习支架。 其亮点在于以化学观念为指导，结合科学思维与探究实践。如高吸水性树脂的网状结构与吸水性能分析，体现“结构决定性质”；讨论环节引导证据推理，探究课堂任务培养信息加工能力。助力学生联系化学与生活，教师可借助结构化内容及评价题提升教学效率。

第五章 合成高分子 第二节 高分子材料 第2课时 功能高分子材料 为了适应高科技产业等对材料的要求，化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料： 尿素高分子催化剂 高吸水性树脂—尿不湿 高分子分离膜 磁性高分子手术机器人 高分子人造心脏 高分子隐形眼镜 任务一 认识功能高分子材料 功能高分子材料 具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料 分类 高分子催化剂 高分子分离膜 形状记忆高分子 磁性高分子 高吸水性树脂 医用高分子材料 高分子药物 任务一 认识功能高分子材料 (1)结构特点： ①含有强亲水基团的支链，如羧基、 羟基、酰氨基等。 ②具有网状结构。 (2)性能： 不溶于水，也不溶于有机溶剂， 与水接触后在很短的时间内溶胀，可吸收 其本身质量的数百倍甚至上千倍的水， 同时保水能力要强，还能耐一定的挤压作用。 《时代周刊》评出20世纪最伟大的100项发明，其中“尿不湿”榜上有名 1. 高吸水性树脂 任务二 高吸水性树脂 (3)合成方法 ①对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性,在它们的主链上再接上带有强亲水基团的支链,以提高它们的吸水能力。 ②用带有强亲水基团的烯类为单体进行聚合,得到含亲水基团的高聚物。 如:在丙烯酸钠中加入少量交联剂,在一定条件下发生聚合,得到聚丙烯酸钠 如淀粉与丙烯酸钠生成网状结构的淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂。 如CH2=CH-COONa 聚丙烯酸钠(网状结构) 任务二 高吸水性树脂 1.干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠； 2.用于婴幼儿纸尿裤，其可吸入自身质量数百倍的尿液而不滴漏。 (4)用途 两个方案共同特点： 1.都要在反应中加入少量交联剂； 2.让线状结构变为网状结构。 加交联剂的目的是什么？ 高吸水性树脂加交联剂的目的是变支链型结构为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水，耐挤压。 讨论 （1）为什么高吸水性树脂与一般吸水材料的吸水性能差别这么大？ 绝大多数高吸水性树脂的主链或侧链上含有羧基、羟基等强亲水性基团。 （2）为什么高吸水性树脂能吸水而又不溶于水？ 高吸水性树脂分子中含有强吸水性基团和一定的网状结构(具有一定的交联度)。利用分子中大量的亲水基团与水分子之间产生氢键等作用吸收水分子，并且通过网状结构将水分子束缚在高分子网格中，形成溶胀的凝胶体。这种凝胶体的保水能力很强，在一定压力下也不易失水。 任务二 高吸水性树脂 思考：高吸水性树脂和橡胶硫化工艺中都加入了交联剂制得了网状结构，目的是否相同? 大鹿化学 不同，高吸水性树脂——使其既吸水而又保水，橡胶——使其既有弹性又有强度 任务二 高吸水性树脂 1. 高吸水性树脂 结构特点 ①含有_________原子团的支链 ②具有_________结构 强亲水性 能够与水分子相互作用并吸水的基团 由于氧原子有较高的电负性，它与氢原子形成的键具有较强的极性，使得羟基具有良好的水溶性 羟基(-OH) 由于氮原子上的孤对电子，氨基也有一定的氢键形成能力，有助于与水分子相互作用 氨基(-NH2) 羧基具有很高的电负性，有强烈的极性。羧基还可以通过羟基与水分子形成氢键，增加与水的相互作用，提高溶解性 羧基(-COOH) 小结任务：高吸水性树脂的结构特点？ 任务二 高吸水性树脂 1. 高吸水性树脂 结构特点 ①含有_________原子团的支链 ②具有_________结构 强亲水性 网状 能够与水分子相互作用并吸水的基团 胺基类似于氨基，具有良好的水溶性，其亲水性稍逊于氨基 胺基(RNH2—伯胺、R2NH—仲胺、R3N—叔胺) 此外，还有一些其他的亲水基团，如醇基(-R-OH)、醚基(R-O-R1)等。这些基团可以与水分子形成氢键或范德华力等相互作用，从而增加与水的亲和力 归纳总结 任务二 高吸水性树脂 1. 高吸水性树脂 2.高分子分离膜 （1）结构特点： 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过，其余物质则被截留在膜的另一侧，形成浓缩液，达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 （2）类型：分离膜根据膜孔大小分为 任务三 高分子分离膜 根据分离膜材料：醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 主要是有机高分子材料， 如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等 广泛用于海水淡化和饮用水的制取， 以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域 （3）生产分离膜的材料： （4）用途： 任务二 高吸水性树脂 高分子分离膜淡化海水 饮用水的制取 血液透析 阅读教材【研究与实践】回答不同功能高分子材料的主要功能及应用分别是什么？完成表格内容。 功能高分子材料 主要功能 主要应用 高分子分离膜 高分子传感膜 高分子热电膜 医用高分子材料 选择性地允许某些物质通过 把化学能转换成电能 把热能转换成电能 具有优异的生物相容性以及具有某些特殊功能 废水处理、海水淡化、浓缩果汁、乳制品加工等 发电、开发新型电池 发电、开发新型电池 人造肾脏、人工皮肤、人造心脏、人造血管和心脏补片 探究课堂 12 功能高分子材料 高吸水性树脂 医用高分子材料 高分子分离膜 结构特点 含有强亲水基、网状结构 强吸水性和保水能力、耐挤压 性能 合成方法 吸水材料改性、含强亲水基团烯类聚合 原理 只允许水及小分子物质通过，其余被截留 微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等 分类 应用 海水淡化和饮用水的制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等 优异的生物相容性及某些特殊功能，人造器官 课堂总结 1.下列材料中属于功能高分子材料的是(　 ) ①高分子膜 ②生物高分子材料 ③隐身材料 ④液晶高分子材料 ⑤光敏高分子材料 ⑥智能高分子材料 A．①②⑤　　　　 B．②④⑤⑥ C．③④⑤ D．全部 D 学习评价 2.下列关于功能高分子材料的说法中,不正确的是( )　 A.离子交换树脂主要用于分离和提纯，如硬水的软化、 回收工业废水中的金属等 B.婴儿用的“尿不湿”的主要成分是具有强吸水性的树脂 C.导电塑料应用于电子工业，可用来制造电子器件 D.医用高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用， 难以达到与生物体相容的程度 D 3.科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术,即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯( )与水的混合物,使其与沙粒结 合,既能阻止地下的盐分上升,又能拦截、蓄积雨水。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是(　　) 聚丙烯酸酯的单体的结构简式为CH2=CHCOOR ②聚丙烯酸酯没有固定的熔、沸点 ③聚丙烯酸酯在一定条件下能发生水解反应和加成反应 ④其聚合方式与酚醛树脂的聚合方式相同 ⑤聚丙烯酸酯具有很强的吸水性 A.只有③④ B.只有①② C.①②③⑤ D.①②③④ B 学习评价 4.分子的组成和结构决定了分子的性质，是确定其应用领域的基础。下列说法错误的是( ) A．聚乙烯塑料制品可反复加热熔融加工 B．酚醛树脂可用作宇宙飞船外壳的烧蚀材料 C．再生纤维与合成纤维均可由石油产品经聚合反应获得 D．天然橡胶硫化后具有网状结构，增强了其强度与弹性 C 学习评价 5.高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离,下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是(   ) A.分离工业废水,回收废液中的有用成分 B.将化学能转换成电能,将热能转换成电能 C.食品工业中,浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒 D.海水淡化 B 6.聚丙烯酸钠(单体为CH2===CHCOONa)是一种高性能吸水树脂，可在干旱地区用于农业、林业、植树造林时的抗旱保水。下列关于聚丙烯酸钠的说法正确的是(　　) A．聚丙烯酸钠的结构简式为 B．聚丙烯酸钠可以通过单体发生缩聚反应制得 C．聚丙烯酸钠具有热塑性 D．聚丙烯酸钠是一种网状结构的高分子材料 C 学习评价 $